地铁车站涌水病害及处理方案

一、工程概况及事情经过

该地铁车站位于市中心，车站标准段宽度21m，基坑开挖深度为24.5米，基坑采用围护桩加钢支撑支护体系。围护桩直径为1米，桩长31.6米，嵌固深度为7米。采用四层钢支撑进行支护。

受地理环境影响，本车站采用坑内降水，在桩间设置双重管旋喷桩作为止水帷幕，旋喷桩径为φ800，与两围护桩咬合，并嵌固于坑底隔水层内。为满足主体结构施工条件，坑内水位须降至结构底板下1米。

涌水现象发生在车站南端头两根围护桩中间位置，其涌水标高在地面以下22.5米，距基坑底2米处出水量较大。涌水量约8.5m³/h。根据地勘报告显示该层为渗透性较强的中粗砂薄层，并根据现场取芯情况，砂层厚度约为500～650mm。坑内监测井水位在地面下22米，坑外水位监测井为14米，内外水头差较大。

二、原因分析及治理措施

（一）涌水原因分析

根据设计要求,该车站采用钻孔灌注桩+旋喷桩形成止水帷幕隔绝外来水体，坑内采用深井降水方案进行降水。根据地勘报告以及现场开挖的实际情况南端地下21.2m位置存在一层中粗砂夹层，层厚约500～650mm，厚度不等。在进行旋喷桩施工时，由于地下砂层流动水的作用离析旋喷桩体外侧浆液，影响桩径及土体加固密实度，造成在砂层位置的旋喷桩与钻孔灌注桩相割不佳、啮合不良，从而导致地下水从缝隙中渗流，导致基坑内涌水现象的发生。同时由于基坑内降水井不间断的抽水，造成基坑内外水头差较大，形成水头压力。

（二）处理方案

（1）、基坑内涌水处水位为地面以下22.5米，从水位观测井测得基坑外侧水位在地面以下14米，基坑内外存在水头压力。需首先采取措施降低基坑内外的水头压力，在基坑外侧设置两口降水井，对称布置于出水点基坑两侧，深度为38米，井径1m。

（2）、基坑内采用注浆的方法进行封堵，注浆范围为根据地勘报告显示出现砂层的位置进行全面处理。

（3）、立即停止涌水处土方开挖，待注浆完毕达到注浆堵水效果后方可进行土方开挖。对其它部位进行地质超前探测，对砂层部位进行预注浆。

1、降水井施工

坑内水位在地面下22米，坑外水位在地面下14米，水头差较大。故采用降水井来降低水位，以减小水头差，降低水头压力。降水井的施工工艺同普通井点降水施工，施工过程中严把施工质量关。

降水井施工完成后及时投入使用，进行24小时不间断降水，同时应加强基坑周边地面及建筑物的监测频率，发现异常现象应及时采取相应措施。

2、注浆施工

基坑内采用注浆进行堵水，利用注浆液将水堵在围护桩外侧，确保坑内桩间不漏水。因砂层其厚薄程度不一，注浆使用的注浆导管必须穿越砂层，在施工前须调查清楚砂层厚度，根据砂层厚度确定注浆导管长度及花管长度。

（1）、地质探测

首先进行地质探测，根据现场的实际情况及该车站岩土工程勘察报告，主要探测南端头地质。目前基坑现状地平标高为21.5米，为了准确的调查出砂层厚度及位置，探孔须深至底板下1米。

地质探测采用地质钻机进行探测，孔深为5米，探孔间距为3米。紧贴围护桩内侧布置。

探测完毕之后，详细的描述出砂层的厚度及平面位置，并形成砂层曲线走向图，便于指导施工。

（2）、注浆方法

首先根据现场勘探的砂层厚度分布位置，以便针对砂层有效地进行注浆；同时平整场地，并使作业面位于同一标高，作业面选择应高于现场地层水头水位不少于0.50m，保证注浆孔施工良好交叉形成完整的帷幕。

注浆施工工艺流程为：

定孔位钻机就位钻孔至设计深度提升钻具移位插花管、高压注浆，重复上述流程。

重点控制孔位、成孔深度、提升速度等施工工序。各工序由专人负责，技术负责人全面负责现场施工、施工管理。

1钻机就位

现场进行孔位测放，放桩位允许偏差小于2cm；

2钻孔

拟采用钻机回转钻机进行钻孔。钻机就位后，钻头对准孔位，同时钻机平面应调放平稳、水平，钻孔应与施放孔位一致。

在预定的注浆位置处，在钻机动力扭矩带动下，利用钻具带动钻头进行钻孔。钻进时钻杆应保持垂直，与设计偏差不应大于1.5%；并应准确地钻到设计要求的地层和设计深度。

当施工时遇到不明障碍物时，应马上停钻，待查明后方可进行继续作业。

3插花管、高压注浆

注浆管采用φ25mm的钢管，按照设计图要求，在穿越砂层段钢管需加工成花管，孔间距为15cm，（详见下图）

终孔后，向孔内插入注浆花管内。并对孔口采用棉纱进行封孔，开始注浆时根据地层情况采用小压力注浆，使浆液充分渗流入土层。同时密切关注压力表，当压力突然上升或从孔壁溢浆时，应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆设计参数或移位等措施重新注浆。

采用双液注浆法，具体材料配比以下配比方案为基础。该配合比适用于松散冲积砂复合层（高强型），凝固时间30～60s。

A液：改性水玻璃：水=7:3(体积比，改性水玻璃进场玻美比35度)；B液：水泥：水：外加剂=0.76：1：0.06(质量比)。A液:B液=1:1(体积比)。

4移位

钻机移到下一孔位，重复上述流程。

三、施工注意事项

1、根据施工程序，严把钻孔角度、深度、配料注浆压力、注浆量关，每一道工序均安排专人负责，并记录好每一道工序的原始数据。

2、定时召开质量分析会议，严格执行质量检查制度，加强技术交底工作，强化工序控制，由责任心强、经验丰富的工程师担任质量控制人员，进行监督检查，保证注浆施工质量。

3、加强现场施工材料管理，严格执行进料检验制度，保证施工材料满足设计和规范要求，不合格材料不得进场使用，确保工程质量。

4、配备好施工机具和计量工具以满足施工要求，建立健全各种资料、原始记录、作为评价工程质量的重要依据。

5、注浆施工严格方案及交底执行，严禁违章蛮干。

⑴、钻孔施工：钻机定位要准确，开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不得大于2cm，钻杆度不得大于1°。

⑵、配料：采用准确的计量工具，严格按照设计配方配料施工。

⑶、注浆：注浆一定要按程序施工，每段进浆要准确，注浆压力一定要严格控制在1.5MPa左右，专人操作。当压力突然上升或从孔壁溢浆，应立即停止注浆，每段注浆量应严格按设计进行，跑浆时，应采取措施确保注浆量满足设计要求。

⑷、注浆完成后，应采用措施保证注浆不溢浆跑浆。

6、注浆效果检测方法

⑴、注浆施工结束后，通过注浆体内钻孔，用压水、注水或抽水等办法测定地基的流量及渗透系数，不合格者需进行补充注浆。检查孔的数目约为总注浆孔数的5～10%，布孔的重点是地质条件不好的地段以及注浆质量较差或有疑问的部位。

⑵、采用挖探或其他方法检验加固效果。

四.小结

地铁车站深基坑施工存在着潜在的病害因素。地质地层的不确定性、施工的过程控制、施工质量的把控等潜在因素在外界不利条件的刺激之下,很可能使个别病害因素单独加剧或者几个病害因素共同加剧,进而形成病害,该车站的涌水病害就是典型一例。病害出现之后,我们应从抢修和根治两个角度入手,采取积极有效的措施,保证地铁的施工安全。

目前,地铁施工病害已经显现出了一些苗头,我们应该采取正确的态度对待,既不能夸大也不能小视。一方面积极、科学的想办法想措施进行防治,从预防和治理两个方面着手，要既能防患于未然，也能在病害发生时及时有效的进行治理，为地铁的正常施工、安全施工提供保障;另一方面也应该在病害治理的过程中积累经验,对个别地铁区段进行一段较长时期的观测,积累相关的数据,为日后地铁施工可能出现的病害治理提供经验和理论支持。

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